耐热不锈钢涡壳铸件的制备工艺、组织与性能的研究

发布时间：2020-03-28 02:16

【摘要】：汽车行业是国民经济的支柱产业,提高发动机功率,减少废气中CO、HC和NO_X等有害物质含量是汽车行业发展的必然方向。涡轮增压器是提高发动机效率、降低燃油消耗、减少废气排放的有效手段,而涡壳是涡轮增压器的主要零部件之一。随着汽车工业的飞速发展,与传统的普通球铁和高硅钼球铁材质涡壳相比,新型奥氏体耐热不锈钢涡壳的耐热温度达到1050℃以上,能满足涡壳使用环境温度的苛刻要求,具有很强的市场竞争力。本文首先以典型规格的奥氏体耐热不锈钢(GX40CrNiSi25-12)涡壳铸件为研究对象,采用Pro/E三维绘图软件和ProCAST凝固模拟软件对涡壳铸件进行了铸造工艺设计和凝固模拟优化分析,并进行了试生产验证;然后采用金相显微分析(OM)、机械性能测试、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)测试等研究方法,研究了变质处理对奥氏体耐热不锈钢(GX40CrNiSi25-20)组织与性能的影响;最后研究了两种奥氏体耐热不锈钢的高温抗氧化行为。得出的主要结论如下:通过ProCAST凝固模拟软件对典型尺寸规格涡壳铸件进行了凝固模拟分析,设计了其铸造工艺;并成功制备了材质为GX40CrNiSi25-12的奥氏体耐热不锈钢涡壳铸件。GX40CrNiSi25-20奥氏体耐热不锈钢的变质试验表明,变质剂的加入能有效地提高材料的机械性能。与未变质材料比较,WS-1无硅变质剂分别采用冲入法和钟罩法变质后,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了44.3%、15.3%、77.2%和40.4%、18.6%、61.3%;YBZW-4精炼变质剂冲入法变质后材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别提高了38.7%、11.6%、74.4%。对比研究了GX40CrNiSi25-20和GX40CrNiSi25-12两种奥氏体耐热不锈钢在不同温度下的高温抗氧化性能。结果表明,其高温氧化动力学曲线遵循抛物线规律,氧化增重随着氧化温度的升高与氧化时间延长而增大。比较两种材料的氧化动力学可知,在其他元素基本相同的情况下,含Ni更高的GX40CrNiSi25-20奥氏体耐热不锈钢具有更好的高温抗氧化性能。
【图文】：

活塞发动机,四冲程,工作原理

图 1-1 四冲程活塞发动机工作原理车发动机的一个时间周期里面包含了四个冲程（吸气冲程、压缩程和排气冲程），在一个周期过程中驱动轴会完成 2 轴完整的旋转的工作情况具体如下：1）吸气冲程：当活塞从最高点运动到最低点，进气口打开，排气油发动机来讲，空气和燃料的混合物从进气口被吸入气缸内。2）压缩冲程：当活塞从最低点运动到最高点，进气口和排气口都燃料的混合物被活塞压缩。3）做工冲程：当活塞从最高点运动到最低点，进气口和排气口都点燃空气和燃料的混合物。4）排气冲程：当活塞从最低点运动到最高点，排气口打开，进气排气口排出。于汽车发动机的工作原理，可以通过下列方法来提高汽车发动机其一，增大气缸的体积；其二，提高发动机转速；其三，使用涡

剖视图,涡轮增压器,剖视图,增压器

车涡轮增压器的基本原理与优点轮增压器是提高发动机工作效率、降低石油消耗、减少废有效手段[5-6]。世界各国都特别注重高性能汽车增压器的研已广泛地被应用在汽车上。发动机废气排放的新的法规使范围进一步扩大，从而导致增压器产业快速发展[7-8]。压器是一种压缩环境空气的装置，图 1-2 为涡轮增压器剖动机排出的废气，利用废气冲力就可以带动涡轮，而涡这样，叶轮就可以压缩更多的大气进入汽缸，从而达到，因此，，发动机的效率得到提高。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF77;TG142.71

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